A SOP é resultante de falha nos processos que retardam os pulsos de GnRH e não o resultado da aceleração anormal na frequência desses pulsos.

Comparadas às mulheres com ciclos menstruais normais, aquelas com SOP geralmente exibem concentrações séricas aumentadas de LH e FSH e relação LH/FSH elevada.

A frequência dos pulsos de LH em mulheres com SOP não tem a variação cíclica observada em mulheres ovulatórias, com cerca de um pulso por hora, como nos pulsos da fase lútea do ciclo ovulatório.

A alteração dos níveis de FSH resulta da retroalimentação positiva das concentrações séricas de estrona, dos níveis diminuídos de inibina B e da menor frequência dos pulsos de GnRH.